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预应力混凝土工程（目录）,概述251先张法施工1952后张法施工8553电热张拉法21054 预应力施工技术本 章 小 结课后作业结束,11/15/2022,1,概述（目录）,一、本章提要3二、本章学习要求4三、为什么要用预应力混凝土8四、预应力混凝土的特点总述10 A.预应力钢筋混凝土具有以下优点12 B.对混凝土的要求13 C.对钢材的要求14 D.预应力混凝土的施工工艺方法有14五、预应力混凝土的发展应用15六、常用的预应力钢筋18,11/15/2022,2,概述,一、本章提要 本章内容包括：先张法、后张法和电热张拉法。 在先张法中，重点介绍了台座的类型和作用；张拉机具和夹具的工作原理；张拉工艺和放张要求。在后张法中着重阐述了常用锚具的类型、工作原理及性能；张拉千斤顶的工作原理及校验方法；预应力筋的下料长度计算、张拉工艺，孔道成型与灌浆；无粘结预应力工艺。在电热张拉法中，主要介绍了电热伸长值的计算、电热设备的选择及电热张拉工艺。,11/15/2022,3,概述,二、本章学习要求：了解预应力混凝土的概念，及其在工程应用中的优点；熟悉预应力混凝土的材料品种、规格及要求；熟悉先张法、后张法、电热张法的施工工艺；,11/15/2022,4,概述,掌握先张法、预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定和注意事项；掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理及应用；熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。,11/15/2022,5,概述,预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生预压应力，使混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。,11/15/2022,6,概述,当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。,11/15/2022,7,概述,预加应力的方法，可以分为先张法和后张法两类。 先张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。 后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混凝土达到一定强度后张拉钢筋，预应力靠锚具传递给混凝土。,11/15/2022,8,概述,为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。 当采用冷拉HRB335、HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30；当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。,11/15/2022,9,概述,三、为什么要用预应力混凝土？ 预应力混凝土是最近几十年发展起来的一项新技术，在世界各国都得到了广泛应用。 这是由于普通钢筋混凝土构件的抗拉极限应变只有0.00010.00015在正常使用条件下受拉区混凝土开裂，构件的刚度小、挠度大。 要使混凝土不开裂，受拉钢筋的应力只能达到19.629.4Nmm2；对允许出现裂缝的构件，当裂缝宽度限制在0.20.3mm时，受拉钢筋的应力也只能达到147245Nmm2。,11/15/2022,10,概述,为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝、不能充分发挥钢筋作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法。 即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉、锚固、放松，使混凝土获得预压应力，产生一定的压缩变形。 当结构或构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，混凝土才继续被拉伸，这就延缓了裂缝的出现、限制了裂缝的开展。,11/15/2022,11,概述,四、预应力混凝土的特点总述 预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。 与普通混凝土相比，在同样条件下具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省(可节约钢材4050、混凝土2040)，并能扩大预制装配化程度。,11/15/2022,12,概述,虽然，预应力混凝土施工，需要专门的机械设备，工艺固较复杂，操作要求较高，但在跨度较大的结构中，其综合经济效益较好。 此外，在一定范围内，以预应力混凝土结构代替钢结构，可节约钢材、降低成水、并免去维修工作。,11/15/2022,13,第一节 预应力混凝土概述,A.预应力钢筋混凝土具有以下优点： 1、提高了混凝土的抗裂度和刚度 2、增加构件的耐久性。 3、节约材料。 4、减轻构件自重。 5、扩大了高、大、重型结构的预制装配化程度。,11/15/2022,14,第一节 预应力混凝土概述,B.对混凝土的要求 1、高强度：预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。 2、收缩、徐变小，弹性模量高，有利于减少预应力损失。 3、尽可能作到快硬、早强。,11/15/2022,15,第一节 预应力混凝土概述,C.对钢材的要求： 1、高强度。 2、具有一定的塑性。 3、与混凝土有较好的粘结力。 4、有良好的加工能力，如可焊性。D.预应力混凝土的施工工艺方法有： 先张法、后张法（分为有粘结预应力后张法和无粘结预应力后张法）、电热法等。,11/15/2022,16,概述,五、预应力混凝土的发展应用 1928年法国的弗来西奈首先研究成功预应力混凝土，经过几十年的应用与提高，已经成为一项专门技术。 我国从1956年开始采用预应力混凝土。 5060年代，预应力混凝土主要用于单层工业厂房的屋面板、屋架和吊车梁。 6070年代，我国研制和推广了冷拔低碳钢丝预应力混凝土中小型构件（空心板、小梁等）。,11/15/2022,17,概述,1977年以后随着建筑工业化的发展，大开间与大跨度多层结构体系的研究与应用，预应力技术从单个构件阶段发展到预应力结构新阶段。 当前，预应力混凝土的使用范围和数量，已成为一个国家建筑技术水平的重要标志之一。 预应力混凝土的施工工艺常用的有先张法、后张法和电张法。 此外，还有自张法，即用膨胀水泥伴制的混凝土来浇筑构件，利用混凝土硬化时的膨胀力使钢筋伸长而获得预应力。,11/15/2022,18,概述,近年来，随着施工工艺不断发展和完善，预应力混凝土的应用范围愈来愈广。除在传统工业与民用建筑的屋架、吊车粱、托架梁、空心楼板、大型屋面板、檩条、挂瓦板等单个构件上广泛应用外，还成功地把预应力技术运用到多层工业厂房、高层建筑、大型桥梁、核电站安全壳、电视塔、大跨度薄壳结构、筒仓、水池、大口径管道、基础岩土工程、海洋工程等技术难度较高的大型整体或特种结构上。,11/15/2022,19,概述,六、常用的预应力钢筋 预应力筋有冷拉级钢筋、甲级冷拔低碳钢丝、碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋及精轧螺纹钢筋等。 在建筑工程中我国目前还较多地应用冷拉钢筋作预应力筋。虽然这种钢筋强度不算太高，但价格便宜、塑性好，可以对焊接长，施工操作简单。 总之，预应力钢筋的发展趋势应是高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀。,11/15/2022,20,51先张法施工（目录）,总体介绍20一、台座26 （一）墩式台座27 （二）. 槽式台座37二、夹具和张拉设备39 （一）.夹具39 （二）.张拉设备47三、先张法施工工艺54 （一）.预应力钢筋的铺设54 （二）预应力钢筋的张拉55 （三）、混凝土的浇筑与养护78 （四）、预应力钢筋的放张81,11/15/2022,21,11/15/2022,22,总体介绍：先张法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。先张法生产示意图见下页图5.1所示。,51先张法施工,11/15/2022,23,51先张法施工,11/15/2022,24,先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。 先张法生产时，可采用台座法和机组流水法。 采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋放松前，其拉力由台座承受。,51先张法施工,11/15/2022,25,采用机组流水法时，构件连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。 先张法施工工艺流程如下页图5.2所示。,51先张法施工,11/15/2022,26,51先张法施工,先张法（台座法）施工主要工艺流程是：清理台座、刷隔离剂预应力筋制作、非预应力筋骨架制作穿预应力筋及安放非预应力钢筋骨架安放预埋铁件调整初应力张拉预应力筋安装模板浇筑混凝土养护混凝土拆除模板放张、切断预应力筋构件起吊堆放继续养护。,11/15/2022,27,51先张法施工,51先张法施工,一、台座1.对台座的要求：台座由台面、横梁和承力结构等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和养护及预应力筋放张等全部施工过程都在台座上完成；预应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台座应有足够的强度、刚度和稳定性。 2.台座按构造形式分类：墩式台座、槽式台座。,11/15/2022,28,51先张法施工,（一）墩式台座墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。 墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。,11/15/2022,29,1. 台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。 承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。,11/15/2022,30,51先张法施工,1. 台墩 （1）.抗倾覆验算抗倾覆验算的计算简图如图5.3所示，按下式计算：式中 K0台座的抗倾覆安全系数； M由张拉力产生的倾覆力矩，kNm； M=Te e 张拉合力T的作用点到倾覆转动点o的力臂，m； M抗倾覆力矩，kNm。如忽略土压力，则 M=G1.l1+G2.l2,11/15/2022,31,51先张法施工,11/15/2022,32,51先张法施工,（2）.抗滑移能力验算抗滑移能力按下式验算： 式中 Ke 抗滑移安全系数； T张拉力合力，kN； T1 抗滑移的力，kN；对于独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生；对与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。,11/15/2022,33,51先张法施工,51先张法施工,2.台面台面承载能力计算： 台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚150mm夯实碎石垫层上，浇筑6080mm厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3%的排水坡度。,11/15/2022,34,轴心受压纵向弯曲系数，取1,台面断面积,超载系数1.25,附加安全系数1.5,51先张法施工,3.横梁 横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座。 横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。,11/15/2022,35,51先张法施工,例题5.1.1：某墩式钢筋混凝土台座，其截面如图示，台面宽4，预应力张拉力共1000，台面混凝土为，厚度100，验算其稳定性及台面承载能力。,11/15/2022,36,51先张法施工,解：（1）.根据公式验算抗倾覆稳定性，由于埋深仅0.8，故不计土压力作用，只考虑混凝土墩自重及其悬臂部分自重。111221.30.8425000（1.71.3/2）0.2541.7250001.7/2244403612.5280.52（*）M1000（0.1250.05）175 .0（*）280.52/175.01.61.5所以，抗倾覆满足。,11/15/2022,37,51先张法施工,(2).抗滑移稳定验算因为台座是整体式，不会产生滑移，不必验算。（3）台面承载力验算根据公式台面承载能力，10所以，台面承载能力满足。,11/15/2022,38,51先张法施工,（二）. 槽式台座槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成。槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。槽式台座构造如下页图5.4所示。一般要求：长度76，宽度1.0。槽式台座需进行强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。,11/15/2022,39,11/15/2022,40,51先张法施工,51先张法施工,二、夹具和张拉设备 夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。（一）、夹具、形式：按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。 、要求：工作方便可靠，构造简单，加工方便。 c、作用：临时性锚固。,11/15/2022,41,51先张法施工,（1） 钢丝锚固夹具 圆锥齿板式夹具（锥销夹具）锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，如下页图5.5所示。 镦头夹具如图5.6所示，采用镦头夹具时，将预应力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。,11/15/2022,42,11/15/2022,43,51先张法施工,11/15/2022,44,51先张法施工,51先张法施工,(2) 钢筋锚固夹具 钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成（下页图5.7）。 其型号有YJ12、YJ14，适用于先张法；用YC-18型千斤顶张拉时，适用于锚固直径为12mm、14mm的单根冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。,11/15/2022,45,11/15/2022,46,51先张法施工,11/15/2022,47,(3) 张拉夹具 张拉夹具是夹持住预应力筋后，与张拉机械连接起来进行预应力筋张拉的机具。 常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具、楔形夹具等，如下页图5.8所示，适用于张拉钢丝和直径16mm以下的钢筋。,51先张法施工,11/15/2022,48,51先张法施工,51先张法施工,（二）、张拉设备 张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍；张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.11.3倍。对张拉设备的要求： 工作可靠、能准确控制张拉应力、能以稳定的速率加大拉力。,11/15/2022,49,51先张法施工,(1). 钢丝张拉设备 钢丝张拉分单根张拉和成组张拉。 用钢模以机组流水法或传送带法生产构件时，常采用成组钢丝张拉。 在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉，可采用电动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。,11/15/2022,50,11/15/2022,51, 电动卷扬机张拉、杠杆测力装置 如下页图5.10所示。 电动螺杆张拉机 如下页图5.11所示，电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力器及电动机组成。,51先张法施工,11/15/2022,52,51先张法施工,11/15/2022,53,51先张法施工,11/15/2022,54,(2) 钢筋张拉设备 穿心式千斤顶用于直径1220mm的单根钢筋、钢绞线或钢丝束的张拉。 用YC20型穿心式千斤顶（下页图5.12）张拉时，高压油泵启动，从后油嘴进油，前油嘴回油，被偏心夹具夹紧的钢筋随液压缸的伸出而被拉伸。 YC20型穿心式千斤顶的最大张拉力为20kN，最大行程为200mm。适用于用圆套筒三片式夹具张拉锚固1220mm单根冷拉HRB335、HRB400和RRB400钢筋。,51先张法施工,11/15/2022,55,51先张法施工,51先张法施工,三、先张法施工工艺铺筋张拉浇筑混凝土及养护放张（一）.预应力钢筋的铺设 对台面及模板要刷隔离剂。 钢筋采用焊接时，应合理布置接头位置。尽可能避免将接头拉入构件内。,11/15/2022,56,51先张法施工,（二）预应力钢筋的张拉 张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应按设计规定采用。 控制应力的数值直接影响预应力的效果。施工中采用超张拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高3%5%。 预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%5%，但其最大张拉控制应力不得超过下页表5.1的规定。,11/15/2022,57,11/15/2022,58,表5.1张拉控制应力限值,51先张法施工,fptk根据极限抗拉强度确定的强度标准值。,fpyk根据屈服强度确定的强度标准值。,51先张法施工,1.张拉方法：单根张拉（多用于现场）成组张拉（预制厂）.单根张拉 .冷拔低碳钢丝 .高强度刻痕钢丝 .冷拉钢筋 .热处理钢筋或钢绞线,11/15/2022,59,51先张法施工,.多根预应力钢筋成组张拉,11/15/2022,60,51先张法施工,2.预应力钢筋的张拉（1）张拉前的准备 a.钢筋的接长与冷拉 钢丝的接长： 一般用钢丝拼接器用2022号铁丝密排绑扎(下页图5.14)。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于40倍钢丝直径；高强度钢丝不得小于80倍钢丝直径。,11/15/2022,61,11/15/2022,62,51先张法施工,11/15/2022,63,b.预应力钢筋的接长与冷拉： 预应力钢筋一般采用冷拉HRB335、HRB400和RRB400热轧钢筋。预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺丝端杆的连接，宜采用对焊连接，且应先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制作，一般有对焊和冷拉两道工序。 预应力钢筋铺设时，钢筋与钢筋、钢筋与螺丝端杆的连接可采用套筒双拼式连接。,51先张法施工,11/15/2022,64,(2) 钢筋（丝）的镦头 预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢筋（丝）端头要镦粗形成镦粗头。 镦头一般有热镦和冷镦两种工艺。 热镦在手动电焊机上进行，钢筋（丝）端部在喇叭口紫铜模具内，进行多次脉冲式通电加热、加压形成镦粗头（下页图5.15）。,51先张法施工,11/15/2022,65,51先张法施工,11/15/2022,66,（3） 张拉机具设备及仪表定期维护和校验 张拉设备应配套校验，以确定张拉力与仪表读数的关系曲线，保证张拉力的准确，每半年校验一次。设备出现反常现象或检修后应重新校验。张拉设备宜定岗负责，专人专用。,51先张法施工,11/15/2022,67,（4） 预应力筋（丝）的铺设 长线台座面（或胎模）在铺放钢丝前，应清扫并涂刷隔离剂。一般涂刷皂角水溶性隔离剂，易干燥，污染钢筋易清除。涂刷均匀不得漏涂，待其干燥后，铺设预应力筋，一端用夹具锚固在台座横梁的定位承力板上，另一端卡在台座张拉端的承力板上待张拉。在生产过程中，应防止雨水或养护水冲刷掉台面隔离剂。,51先张法施工,11/15/2022,68,（5） 张拉前的检察 检查预应力筋的品种、级别、规格、数量（排数、根数）是否符合设计要求。 预应力筋的外观质量应全数检查，预应力筋应符合展开后平顺，没有弯折，表面无裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等。 张拉设备是否完好，测力装置是否校核准确。 横梁、定位承力板是否贴合及严密稳固。,51先张法施工,11/15/2022,69,预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于5mm，也不得大于构件截面最短边长的4%。 在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。 张拉、锚固预应力筋应专人操作，实行岗位责任制，并做好预应力筋张拉记录。 在已张拉钢筋（丝）上进行绑扎钢筋、安装预埋铁件、支承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。,51先张法施工,51先张法施工,（6）.张拉控制应力不能过低，否则达不到效果；不能过高，原因有三： . 会使构件出现裂壁的荷载与破坏荷载很接近，在破坏前没有明显的警告，这是很危险的。,11/15/2022,70,51先张法施工,. 超张拉过大使钢筋应力超过屈服点，产生塑性变形将影响预应力值的准确性和张拉工艺的安全性。 . 控制应力较大造成构件反拱过大或预拉区出现裂缝也是不利的。 因此，预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求，当施工中预应力筋需要张拉时，可比设计要求提高5，但其最大控制应力不得超过下页表53的规定。,11/15/2022,71,11/15/2022,72,（7）.张拉程序张拉程序可按下列之一进行： 或其中con为预应力筋的张拉控制应力为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用：的张力程序。 预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序0103%con。,51先张法施工,51先张法施工,超张拉的目的：减少应力松弛。应力松弛钢材在常温高应力下由于塑性变形而使应力随时间的延续而降低的现象。这种现象在头几分钟内发展得特别快，往后则趋于缓慢。如采用持荷2min的超张拉方式，则可以减少50以上的应力松弛。,11/15/2022,73,51先张法施工,（8）.张拉力：超张拉力：Fp=（103105）%conAPn （9）.预应力值的校核用伸长值校核。上式的值在510的范围内即认为合格。,11/15/2022,74,11/15/2022,75,预应力钢筋理论伸长值： 或式中 con预应力张拉控制应力，kN/mm2； AP 预应力筋截面面积，mm2； n 同时张拉预应力筋的根数； ES 预应力筋的弹性模量，kN/mm2； L预应力筋的长度，mm。,51先张法施工,51先张法施工,对于预应力钢丝，其伸长值不做校核，直接用内力测定仪测定预应力值的大小。测定的预应力的平均值与检测标准的偏差检测标准的5时，表明所建立的张拉预应力值满足设计要求。检测数量为5，对质量比较稳定的单位，可以抽查，但一条生产线不少于5根。 钢丝的检测时间一般是在张拉14h后进行。,11/15/2022,76,11/15/2022,77,（10）. 预应力筋张拉注意事项 为避免台座承受过大的偏心力，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。 钢质锥形夹具锚固时，敲击锥塞或楔块应先轻后重，同时倒开张拉设备并放松预应力筋，两者应密切配合，既要减少钢丝滑移，又要防止锤击力过大导致钢丝在锚固夹具处断裂。,51先张法施工,11/15/2022,78,对重要结构构件（如吊车梁、屋架等）的预应力筋，用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。 同时张拉多根预应力钢丝时，应预先调整初应力（10%con），使其相互之间的应力一致。,51先张法施工,11/15/2022,79,混凝土的收缩是水泥浆在硬化过程中脱水密结和形成的毛细孔压缩的结果。 混凝土的徐变是荷载长期作用下混凝土的塑性变形，因水泥石内凝胶体的存在而产生。 为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。,（三）、混凝土的浇筑与养护,51先张法施工,11/15/2022,80,预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。 采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。混凝土未达到一定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。 预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护，自然养护不得少于14d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。,51先张法施工,11/15/2022,81,当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温度升高而引起的预应力损失。 为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在混凝土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过20C。,51先张法施工,51先张法施工,（四）、预应力钢筋的放张必须达到75以上的强度。预应力筋放张时，应缓慢放松锚固装置，使各根预应力筋缓慢放松。 1.放张顺序应该符合设计要求，无设计要求时，应该满足下列规定：,11/15/2022,82,51先张法施工,.对承受轴心预压力的构件（压杆、桩等），所有预应力钢筋应该同时放张。 .对承受偏心预压力的构件，应该同时放张预应力较小区域的预应力钢筋，再同时放张预应力较大区域的预应力钢筋。 .当不能按上述规定放张时，应该分阶段、对称、相互交错地放张，以防止在放张过程中构件产生弯曲、裂纹、断裂。,11/15/2022,83,11/15/2022,84,2 . 放张方法 对于中小型预应力混凝土构件，预应力丝的放张宜从生产线中间处开始，以减少回弹量且有利于脱模；对于构件应从外向内对称、交错逐根放张，以免构件扭转、端部开裂或钢丝断裂。 放张单根预应力筋，一般采用千斤顶放张，如图5.16(a)所示。 构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块等放松装置。砂箱装置如图5.16（b）所示。楔块放张装置如图5.16（c）所示。,51先张法施工,11/15/2022,85,51先张法施工,52后张法施工（目录）,总体介绍86一、锚具90二、张拉机械设备129三、预应力钢筋的制作136 （一）.单根预应力粗钢筋的制作136 （二）、钢筋束或钢绞线的制作147 （三）、钢丝束的制作151四、后张法施工工艺155 （一）.预留孔道156 （二）.预应力钢筋的张拉166 （三）、孔道灌浆191五、后张无粘结预应力工艺199 1.无粘结钢筋201 2.无粘结钢筋的铺设204 3.端部锚具节点安装206 4.无粘结预应力筋的张拉及锚头处理209,11/15/2022,86,11/15/2022,87,总体介绍： 后张法：先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。 预应力混凝土后张法生产工艺见下页图5.17所示。,52后张法施工,11/15/2022,88,52后张法施工,11/15/2022,89,后张法施工由于直接在钢筋混凝土构件上进行预应力筋的张拉，所以不需要固定台座设备，不受地点限制，它既适用于预制构件生产，也适用于现场施工大型预应力构件，而且后张法又是预制构件拼装的手段。 后张法的工艺流程见下页图5.18所示。,52后张法施工,11/15/2022,90,52后张法施工,52后张法施工,一、锚具1.锚具的基本要求：工作可靠、构造简单、施工方便、预应力损失小、成本低。,11/15/2022,91,52后张法施工,2.锚具按性能不同分类：类锚具：适用于承受动载、静载的预应力混凝土。类锚具：只适用于有粘结预应力的混凝土结构，且锚具只能处于预应力钢筋应力变化不大的部位。,11/15/2022,92,52后张法施工,3.锚具的性能：由锚具效率系数、实测极限拉力时的总应变确定。此二项值必须符合下表规定：,11/15/2022,93,预应力筋锚具组装件的实测极限拉力,预应力筋锚具组装件中各根预应力钢材计算极限拉力之和,预应力筋效率系数,52后张法施工,上式中Fapu预应力筋锚具组装件的实测极限拉力（kN）；Fcapu预应力筋锚具组装件中各根预应力钢材计算极限拉力之和（ kN）；p预应力筋的效率系数。（一般取0.97，当预应力筋为冷拉、级筋时取1.0。）,11/15/2022,94,52后张法施工,4.对锚具的具体要求：.当预应力钢筋锚具组装件达到实测极限拉力时，除锚具设计允许的现象外，全部零件均不得出现肉眼可见的裂痕和破坏。.除能满足分级张拉及补张拉工艺外，宜具有能放松预应力钢筋的性能。,11/15/2022,95,52后张法施工,.锚具或其附件上宜设置灌浆孔道。.类锚具组装件还应满足疲劳性能试验；若使用在抗震结构中，还应满足周期性能试验。 两个试验解释见下页：,11/15/2022,96,52后张法施工,疲劳性能试验： 类锚具组装件必须能经受循环次数为200万次的疲劳性能试验。 当预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时，试验应力上限为预应力强度标准值的65，应力幅度为80； 当预应力筋为冷拉、级钢筋时，试验应力上限为预应力强度标准值的80，应力幅度为80。,11/15/2022,97,52后张法施工,周期性能试验：用于抗震结构的锚具，还应能承受50次循环的周期荷载试验。 当预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时，试验应力上限为预应力强度标准值的80，下限为40； 当预应力筋为冷拉、级钢筋时，试验应力上限为预应力强度标准值的100，下限为40。,11/15/2022,98,11/15/2022,99,5.锚具的种类后张法锚具种类较多，各种锚具适用于锚固不同类型的预应力钢筋。（1）.单根粗钢筋锚具 单根粗钢筋的预应力筋，如果采用一端张拉，则在张拉端用螺丝端杆锚具，固定端用帮条锚具或镦头锚具；如果采用两端张拉，则两端均用螺丝端杆锚具。螺丝端杆锚具如图5.19所示。 帮条锚具如图5.20所示。 镦头锚具由镦头和垫板组成。,52后张法施工,11/15/2022,100,52后张法施工,11/15/2022,101,52后张法施工,11/15/2022,102,(2)钢筋束、钢绞线锚具 钢筋束、钢绞线采用的锚具有JM型、XM型、QM型和镦头锚具。 . JM型锚具 JM型锚具由锚环与夹片组成（下页图5.23），锚环分甲型和乙型两种。 JM型锚具与YL60型千斤顶配套使用，适用于锚固36根直径为12mm光面或螺纹钢筋束，也可用于锚固56根直径为12mm或15mm的钢绞线束。,52后张法施工,11/15/2022,103,52后张法施工,11/15/2022,104,. XM型和QM型锚具 XM型和QM型锚具是一种新型锚具，利用楔形夹片，将每根钢绞线独立地锚固在带有锥形的锚环上，形成一个独立的锚固单元。XM型锚具由锚环和三块夹片组成，如下页图5.24所示。,52后张法施工,11/15/2022,105,52后张法施工,11/15/2022,106,(3).钢丝束锚具 钢丝束用做预应力筋时，由几根到几十根直径35mm的平行碳素钢丝组成。其固定端采用钢丝束镦头锚具，张拉端锚具可采用钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、XM型锚具。 . 锥形螺杆锚具（下页图5.26） 用于锚固14、16、20、24或28根直径为5mm的碳素钢丝。,52后张法施工,11/15/2022,107,52后张法施工,11/15/2022,108,. 钢丝束镦头锚具（下页图5.27） 适用于1254根直径为5mm的碳素钢丝。常用镦头锚具分为A型与B型。A型由锚杯与螺母组成，用于张拉端。B型为锚板，用于固定端。. 钢质锥形锚具钢质锥形锚具（图5.28）用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张拉的钢丝束，适用于锚固6、12、18或24根直径5mm的钢丝束。,52后张法施工,11/15/2022,109,52后张法施工,11/15/2022,110,52后张法施工,52后张法施工,6.锚具的自锁与自锚上述锚具中螺丝杆端锚具、墩头锚具和帮条锚具的锚固可靠性较好；而锥销式锚具和夹片式锚具锚固的可靠与否，是否会产生滑丝、断丝、滑脱等现象，在很大程度上与锚具的形状尺寸、加工精度、材质和顶压措施有关。,11/15/2022,111,52后张法施工,此外，更主要的是在设计这两类锚具时，应该使锚具本身必须满足自锁和自锚条件。自锁使锚塞或夹片在顶压后不致弹回脱出的现象。自锚要使预应力钢筋能可靠地获得锚固，不致产生滑移的现象。,11/15/2022,112,52后张法施工,.锥销式锚具的自锁与自锚.锚具的自锁：如右图所示，锚具圆锥角为2，锚塞在顶压力作用下均匀压入锚环内，由于力的作用在锚塞侧面产生正应力及其摩阻力1（1为钢筋与锚塞之间的摩阻系数， 1为摩擦角）,11/15/2022,113,52后张法施工,当顶压完毕卸荷后，锚具内仍存在一定的正压力0（下图），使锚塞有回弹的趋势，此时，反向摩擦阻力10阻止其回弹。为使锚塞不致回弹脱出，其必要条件是（将力投影到水平面上）：,11/15/2022,114,52后张法施工,须满足：以1代入，得：这说明要使锚塞顶压后不致脱出，锚具能够自锁，则锚具锥角的一半，必须等于或小于锚塞与钢筋间摩擦角1。,11/15/2022,115,52后张法施工,锚具受力分析图：,11/15/2022,116,52后张法施工,.锚具的自锚：如图所示，预应力钢筋张拉完毕卸荷后，在拉力的作用下有向孔道滑移的趋势，而锚塞反力则产生正压力压紧钢筋，其摩擦阻力1和2（22为钢筋与锚环之间的摩擦阻力系数， 2为摩阻角）即将预应力钢筋锚固。,11/15/2022,117,52后张法施工,在12时，将锚环固定在构件端部不动，则预应力钢筋带动锚塞向内滑动，直到平衡时为止。此时，其拉力的平衡条件为：,11/15/2022,118,52后张法施工,要使预应力钢筋不致滑动，则阻止预应力钢筋滑动的最小阻力必须大于或等于预应力钢筋的拉力，即锚固系数为：,11/15/2022,119,52后张法施工,从上式可知：当、2越小，1越大时，则值越大，自锚性能越好。这是因为2小，1大，对钢筋的挤压和刻痕好，锚塞向内滑移小；小时，则正应力大，越能锚固钢筋，且自锁性能好。所以为了提高锚固系数，防止预应力钢筋的滑移，应使锚塞的硬度钢筋的硬度，钢筋的硬度锚环的硬度。锚具的锥角不宜过大，一般为46，但也不宜过小，否则，锚环承受的环向张力大，易损坏，锚塞将失去楔子的作用。当材料不均匀时，尺寸不准时，要产生滑丝现象，或锚塞通过锚环滑脱而失去作用。对锚具的设计和创新，其基本点就在于如何提高锚固的可靠性，减少滑丝和预应力损失。,11/15/2022,120,52后张法施工,.夹片式锚具的自锁和自锚分析原理同前。.夹片式锚具的自锁结论：为了使作用在夹片侧面上的正压力不致使夹片脱出，锚具能够自锁，则锚具锥角的一半，必须等于或小于锚环与夹片间的摩擦角2。,11/15/2022,121,52后张法施工,.夹片式锚具的自锚结论：从上式可知，锚具的自锚性能不仅与、 1和 2有关，而且也与锚固预应力钢筋的根数有关。预应力钢筋根数增加时，值随之减小，也能提高锚具的自锚能力。因此，在设计和改造锚具时，应全面考虑和合理选择、 1、 2、和预应力钢筋的根数等参数，才能达到比较理想的效果。,11/15/2022,122,52后张法施工,7.顶压力对锚具锚固性能的影响对于锥销式锚具和夹片式锚具锚固的可靠与否，在很大程度上与锚塞或夹片所受的顶压力有关，特别是在锚具尺寸和预应力钢筋直径有偏差时，进行强力顶压尤为必要，这样可以增强锚具调整偏差的能力，防止产生滑丝现象，可以减少锚塞和预应力钢筋的内缩量和预应力损失。,11/15/2022,123,52后张法施工,但顶压力不宜过大，否则，将会造成锚具处预应力钢筋断裂。 一般锥销式锚具的顶压力为其张拉力的5060； 夹片式锚具的顶压力为其张拉力的4050，且夹片顶压齐平时，其效果较好。,11/15/2022,124,52后张法施工,8、锚具的质量检查 预应力筋锚具、夹具和连接器，应有出厂合格证，进场时应按下列规定进行验收： (1).验收批在同种材料和同一生产条件下，锚具、夹具应以不超过1000套组为一个验收批；连接器应以下超过500套组为一个验收批。,11/15/2022,125,52后张法施工,(2 ).外观检查： 从每批中抽取10但不少于10套的锚具，检查其外观和尺寸。当有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计图纸规定尺寸的允许偏差时，应另取双倍数量的锚具重做检查，如仍有一套不符合要求，则不得使用或逐套检查合格者方可使用。,11/15/2022,126,52后张法施工,(3).硬度检查： 从每批中抽取5但不少于5套的锚具，对其中有硬度要求的零件做硬度试验(多孔夹片式锚具的夹片，每套至少抽5片)。 每个零件测试3点，其硬度应在设计要求范围内。如有一个零件不合格时，应另取双倍数量的零件重做试验，如仍有一个零件不合格，则不得使用或逐个检查，合格者方町使用。,11/15/202